稀散金属通常是指由镓(Ga)、铟(In)、铊(Tl)、锗(Ge)、硒(Se)、碲(Te)和铼(Re)7个元素组成的一组化学元素。这7个元素从1782年发现碲以来,直到1925年发现铼才被全部发现。稀散金属通常是指由镓(Ga)、铟(In)、铊(Tl)、锗(Ge)、硒(Se)、碲(Te)和
稀散金属具有极为重要的用途,是当代高科技新材料的重要组成部分。由稀散金属与有色金属组成的一系列化合物半导体、电子光学材料、特殊合金、新型功能材料及有机金属化合物等,均需使用独特性能的稀散金属。因而广泛用于当代通讯技术、电子计算机、宇航开发、医药卫生、感光材料、光电材料、能源材料等。自海湾战争以来,在利用高科技的局部战争中,电子技术和精确制导武器显示出强大威力是取得战争胜利的重要手段。1999年4月6日江泽民主席讲,为了打赢未来高科技条件下的局部战争,必须提高我军武器装备的高科技含量是一项紧迫的任务。加快发展稀散金属产业,加大应用开发的力度,为国防现代化,改善人民的生活质量作出贡献。
在资源、人才逐渐向优势企业聚集以及新技术和产品的应用开发下,稀散金属行业推进了产业链条的合理延伸。中国稀散金属品种产业格局主要呈现出"生产增速有所放缓"和"应用技术有所突破"两大特点。稀散金属行业存在满足高端需求能力不足、协同开发能力不强、价格低迷、效益不佳等问题,上下游企业缺乏联动合作及创新能力。未来行业的崛起则需要全行业向更高质量、更有效率、更可持续发展的方向共同努力。
从目前主要有色金属供需基本面来看,库存较低、供应偏紧,在美国退出量化宽松货币政策和中国供给侧结构性改革的背景下,除新能源题材的品种之外,供给侧对有色金属价格的影响力逐渐增强。未来冶金行业清废行动总体有助于铟、铋、锗、硒和碲产量有条件增长,国家振兴民营企业的决心也有利于稀散金属的应用开拓,消费将继续保持增长。2019年是稀散金属行业稳步回升的关键之年,增强铋硒碲产品流动性、赋予铋硒碲一定的金融属性、构建延伸生态产业链,或可有效促进价格的相对稳定及产业转型创新升级。
第一节全球金属铊行业供需分析
一、全球金属铊储量分布
铊的矿床类型很多,主要有:①天河石花岗岩矿床,铊赋存在天河石及云母中,可以同铷、铯一道提取;②稀有金属花岗伟晶岩矿床,铊主要存在于晚期形成的矿物中,如锂云母、铯沸石、天河石;③含锂的锡、钨、云英岩矿床,铊主要集中在含锂的云母中;④某些热液矿床如黄铁矿矿床、黄铁矿—多金属矿床、铅—锌矿床及锑—砷—汞矿床等有铊的相对富集,主要属于中—低温热液矿床;⑤外生矿床、某些钾盐矿床以及沉积或风化成因的锰矿石中常含铊。铊主要来自锌的精炼副产品。世界锌矿石中所含的铊储量为377吨,储量基础为644吨。此外,世界煤灰中的铊,估计有64万吨。
二、全球金属铊产量分析
中国、哈萨克斯坦和俄罗斯是初级铊的主要生产国,铊由于众所周知的剧毒性产量和消费量都不大。
图表:2016-2018年全球铊产量
图表:中研普华研究院
三、全球金属铊需求量分析
铊在工业中铊合金用途非常重要,用铊制成的合金具有提高合金强度、改善合金硬度、增强合金抗腐蚀性能等多种特性。铊铅合金多用于生产特种保险丝和高温锡焊的焊料;铊铅锡3种金属的合金能够抵抗酸类腐蚀,非常适用于酸性环境中机械设备的关键零件;铊汞合金熔点低达-60℃,用于填充低温温度计,可以在极地等高寒地区和高空低温层中使用;铊锡合金可作超导材料;铊镉合金是原子能工业中的重要材料。
四、全球金属铊需求结构分析
铊被广泛用于电子、军工、航天、化工、冶金、通讯等各个方面,在光导纤维、辐射闪烁器、光学透位、辐射屏蔽材料、催化剂和超导材料等方面具有潜在应用价值。
五、全球金属铊供需平衡分析
图表:2016-2018年全球金属铊供需平衡
第二节中国金属铊行业市场分析
一、中国金属铊供给分析
中国是初级铊的主要生产国,铊由于众所周知的剧毒性产量和消费量都不大,每年铊的产量主要用于出口,每年大概能供给6万吨。
二、中国金属铊需求量分析
1.铊化合物己经成为现代电子工业中的重要材料,在国防军事方面的作用更不可轻视.铊的硫化物对肉眼看不到的红外线特别敏感,用其制作的光敏光电管,可在黑夜或浓雾大气接受信号和进行侦察工作,还可用于制造红外线光敏电池;卤化铊的晶体可制造各种高精密度的光学棱镜、透镜和特殊光学仪器零件.在第二次世界大战期间,氯化铊的混合晶体就曾被用来传送紫外线,在深夜进行侦察敌情或自我内部联络;近年来,应用溴化铊与碘化铊制成的光纤对CO2激光的透过滤比石关光纤要好许多,非常适合于远距离、无中断、多路通讯.
2.碘化铊填充的高压汞铊灯为绿色光源,在信号灯的生产和化学工业的光反应的特殊发光光源方面广泛应用;在玻璃生产过程中,添加少量的硫酸铊或碳酸铊,其折射率会大幅度提高,完全可以与宝石相媲美.
3.在医学方面铊的使用也得到重视.例如铊201作为放射核元素,在核医学和一些疾病的诊断上得到广泛了应用.
3.目前,铊化物还是生产高压硒整流片、电阻温度计、无线电传真、原子钟表等的脉冲传送器的重要材料.在化工、电子、医学、航天、高能物理、超导和光学等领域的应用日益增多.
三、中国金属铊出口配额分析
四、中国金属铊价格走势分析
目前金属铊的价格比较稳定,大概1200元左右一公斤。
第三节中国金属铊技术水平分析
一、中国金属铊开采技术分析
铊在地壳中的含量约为十万分之三,以低浓度分布在长石、云母和铁、铜的硫化物矿。含铭铅烧结烟尘,经水浸出后,水溶液含铭达0.10一0.18叭"可采用Ky一1型强酸性阳离子交换树脂,在PHS及室温下进行离子交换"交换吸附铭达到饱和后,用5一ro%硫酸溶液解析,便获得含铭达5一巧g几的解析液"用锌片置换此解析液中的铭,获得的海绵馆经加碱熔炼得金属馆"有人指出,为使交换过程顺利进行,须事先除净溶液中的油污及泥渣,建议树脂在使用前经95e蒸洗"炼铜鼓风炉烟尘及转炉烟尘除含佗!硒及磅外,还高含37~47%铅!9一14%的锌及1.1一6.4%的铜"这样的烟尘经加盐酸浸出后,得到的含铂0.3一0.4叭的溶液,溶液另含(g几)锌6一12.4%!砷1.9一3!铜1.6一2.5!铁1.6一3.5及硒l一1.3!磅l一1.5和锢0.5一1.5等,送往离子交换柱交换"但无进一步提铭报道"据分析,可能采用强碱性阴离子交换树脂吸附蛇"中,独立的铊矿很少。
二、中国金属铊选矿技术分析
黄铁矿一般均含T1,在硫铁矿选矿时,料中铭绝大部分进入尾矿,并在白云母及绢云母中富集,可采用优先浮选,结合前述工艺回收馆"至于含Tl黄铁矿或硫酸生产硫酸时的酸泥,以生产纸浆所产出的洗涤泥有-的富含TIO.O04%一0.080%,可试用此法提铂"。
铊主要从有色重金属硫化矿冶炼过程中作为副产品回收,铊的氧化物氧化铊(或三氧化二铊)、氧化亚铊(或一氧化铊)挥发性强,在铜、铅、锌硫化物精矿焙烧、烧结和冶炼时大部分挥发进入烟尘。如炼铅时约有60%~70%的铊进入烧结、焙烧烟尘中。铅鼓风炉烟尘的铊含量约占精矿中铊含量的23%。硫酸厂焙烧黄铁矿时,炉气净化系统的富铊烟尘也可作为提取铊的原料。
铊在冶炼原料中含量很低,必须先行富集。火法富集可使物料的含铊量提高10倍以上。烟尘中的铊多半是氧化铊、硫酸铊和氯化铊。用稀硫酸浸出含铊烟尘时,锌、镉、铁及其他元素同时进入溶液。含铊0.05~1g/L的稀溶液可用高锰酸钾将TI+氧化成Tl3+,根据铊、锌、镉在不同的pH值溶液中沉淀的原理,以氢氧化钠中和溶液pH值至4~5,并加热至70~80℃,使铊从溶液中以氢氧化铊的形态沉淀析出。如溶液含铊大于5g/L时,可在20℃加过量的氯化钠使铊以难溶的氯化铊形态沉淀下来。
工业上回收铊的方法很多,以铅烧结烟尘回收铊为例:铅烧结烟尘经反射炉熔炼富集后,得到含铊2%左右的富铊灰,用浓度为120~150g/L硫酸浸出,固液比为1:5,温度为90℃,搅拌4h,浸出率在95%以上。利用处理铝、锌、铜、锰等金属冶炼过程的副产品作为原料,经湿法冶炼制得金属铊。湿法将有色金属冶炼过程的副产品作为原料,加入硫酸进行抽提时生成硫酸铊,再用锌粉制成海绵状铊,加入硫酸溶解海绵铊,再加入碳酸钠进行反应生成碳酸铊,向其中加入硫酸,所制得的溶液再用锌处理,得到纯度为99%。
高纯度铊可采用电解精炼法。用一般方法制得的铊,尚含有铜、铅、镉等杂质,先用碱和硝酸钠与金属铊进行熔炼,使铅生成铅酸钠(Na2PbO2)而被除去,如铅含量超过0.03%,则需熔炼两次。这样也可使铜、镉成为氢氧化物而被除去。电解精炼时,阴极用纯铊或钽片,电解质中铊含量为30~40g/L,硫酸浓度为70g/L,温度为55~60℃,阴极电流密度为100A/m2,阳极电流密度为200A/m2,阳极套以布套。经过两次到三次电解精炼,可获得99.999%的高纯铊
第四节中国金属铊行业供需前景分析
一、中国金属铊行业主要应用领域
目前,铊的实际应用不多,一般仅限于科研方面,所取得的主要研究进展是Tl高温超导材料.Tl—Ba—Ca-Cu氧化物超导带材的临界温度达到了77K,Hg-TI—Ba—Ca—Cu氧化物超导材料的临界温度为132K.虽然达到这一临界温度的超导材料不少,但能加工成带材的不多,Tl高温超导材料有可能成为铊的应用领域.
二、中国金属铊行业需求结构分析
图表:2018年中国金属铊行业需求结构
三、中国金属铊行业供需前景分析
铊最初用于医学,可治疗头癣等疾病,后发现其毒性大而作为杀鼠、杀虫和防霉的药剂,主要用于农业。这期间也曾使许多患者中毒。随着以后对铊毒副作用的更深入研究和了解。自1945年后,世界各国为了避免铊化物对环境造成污染,纷纷取消了铊在这些方面的使用。铊农药由于在使用过程中二次污染环境,在许多国家被限制或禁止使用,但在一些发展中国家仍然沿用至今。
在现代医学中,Tl同位素铊201作为放射核元素被广泛用于心脏、肝脏、甲状腺、黑色素瘤以及冠状动脉类等疾病的检测诊断。目前有研究发现铊能延迟某些肿瘤的生长,同时减少肿瘤发生的频率。在核医学广泛使用锝-99m之前,半衰期为73小时的铊-201曾经是核心动描记所使用的主要放射性同位素。今天,铊-201也被用于针对冠心病危险分层的负荷测试当中。
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